智能微网在分布式能源接入中的

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1、专题：分布式可再生能源和智能微网TheDistributedRenewableEnergyandSmartMicroGridSystem智能微网在分布式能源接入中的*作用与挑战王成山王守相天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072摘要分布式可再生能源发电由于靠近用户侧直接供能且便于实现多能互补而受到越来越多的重视。而将分布式能源发电以智能微网形式接入到电网中并网运行，与电网互为支撑，是发挥分布式能源效能的最有效方式。文章介绍了智能微网的概念，阐述了智能微网在分布式能源接入中的作用，分析了智能微网的研究现状与发展趋势，提出了基于分布式能

2、源接入的智能微网关键技术及挑战，绘制了智能微网的技术成熟度蛛网图和产业化发展路线图。关键词微网，智能配电网，分布式能源DOI10.16418/j.issn.1000-3045.2016.02.0101智能微网的概念及其在分布式能源接入中的作用随着经济和社会发展对能源需求的不断增长，分布式可再生能源发电由于靠近用户侧直接供能且便于实现多种能源形式的互补而越来越受到重视。但一方面，分布式可再生能源大量接入产生的间歇性和波动性会对电网运行和电力交易造成直接的冲击，影响电力系统的安全性和稳定性；另一方面大量不受控的分布式能源发电并网会造成电力系统不

3、可控制和缺乏管理的局面。这些因素都限制了分布式可再生能源在电力系统的接入规模和运行效率。为整合分布式发电优势，降低分布式可再生能源对电网的冲击和负面影响，美国电力可靠性技术协会（CERTS）提出了微网（MicroGrid）的概念。微网是指由分布式能源、能*资助项目：中科院学部咨询项目“大力发展分布式可量变换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我再生能源应用和智能微网”控制和管理的自治系统。微网的构成如图1所示。既有仅利用光伏、储能和负荷一起构成的修改稿收到日期：2016年1月13日简单微网；也有由风力、光伏

4、、储能、冷/热/电联供系统等构成的多种类设备微网；还有由智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战公共微网母线（2）独立型微网不与常规电网相连接，利用自身多种类设备微网的分布式电源满足微网内负荷的需求。当网内存在可再L生能源分布式电源时，常常需要配置储能系统以抑制这类电源的功率波动，同时在充分利用可再生能源的基础变电站馈线简单微网上，满足不同时段负荷的需求。这类微网更加适合在海岛、边远地区等地为用户供电。总体来看，微网的出现将完全改变配电系统的结构L负载LL分布式电源和运行特性，在微观上，微网可以看做是小型的电力系L断路器统，具备完整的发、输、

5、配电功能，可以实现局部的功可切负荷率平衡与能量优化；在宏观上，微网又可以认为是配电图1微网结构示意图系统中的一个“虚拟”的电源或负荷。这使得现在的电满足一定技术条件的分布式电源和微网广泛接入构成的力系统有了更大的柔性和可控性，同时也具有了更多的公共微网。微网可以看作是小型的电力系统，它具备完商业模式。现有研究和实践表明，将分布式电源以微网整的发电和配电功能，可以有效实现网内的能量优化。形式接入到电网中并网运行，与电网互为支撑，是发挥随着智能电网的建设和发展，相应提出了具备灵活性、分布式能源效能的最有效方式，具有巨大的社会与经济高效性和智能化

6、等特征的智能微网的概念。智能微网的意义。提出旨在实现中低压配电系统层面上分布式能源的灵2智能微网现状与发展趋势活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式能源无缝接入和并网运行时的主要问题，同时具备一定的能国内外针对微网技术已开展了较为广泛深入的研量管理功能，有效降低系统运行人员的调度难度，并提究，在取得理论和技术研究成果的同时，建设了一批微升可再生能源的接入能力。网实验系统和试点工程，对微网的关键技术和关键装备按照是否与常规电网联结，微网可分为联网型微网进行验证。和独立型微网。2.1北美地区微网发展现状（1）联网型微网具有并网和独立两种运

7、行模式。在美国是最早提出并建设微网的国家，拥有全球最并网工作模式下，一般与中、低压配电网并网运行，多的微电网示范工程，数量超过200个，约占全球微互为支撑，实现能量的双向交换。通过网内储能系统电网数量的50%。1999年，美国电力可靠性技术协会的充放电控制和分布式电源出力的协调控制，可以实（CERTS）最早对微网的思想进行了描述和总结，并于现微网的经济运行；也可实现微网和常规电网间交换2002年系统地提出了微网的定义。美国能源部将微网视功率的定值或定范围控制，减少由于分布式可再生能为未来电力系统的三大基石技术之一，将其列入了美国源发电功率的

8、波动对电网的影响。在外部电网故障情“Grid2030”计划。美国微网示范工程地域分布广泛、况下，可转为独立运行模式，继续为微网内重要负荷投资主体多元、结构组成多样、应用场景丰富，